Тепловая труба Советский патент 1978 года по МПК F28D15/04 

(54) ТЕПЛОВАЯ ТРУБА

360

корпуса, образуя чередующиеся каналы, одаи из которых выполнен замкнутым, а другой с параллельными стенками н открыт в центральную полость корпуса, причем ширина каналов соответственно находится в соотношении 2:1. Гофрированная сетка свернута в трубку, скреплена внахлест по продольным кромкам и прикреплена к корпусу вершинами гофр, что позволяет обеспечить стабильность тепловых характеристик, при этом, с целью их сохранения без отслоения сетки в изогнутом корпусе, гофры расположень по винтовой с наклоном к образующей корпуса 1-20°.

Кроме того, с целью расширения диапазона рабочих температур при установке трубы под углом к горизонтали, сетка вьшолнена многослойной с различной высотой гофр в слоях, образующих замкнутые каналы, причем слои соединены между собой в верцпшах гофр.

На фиг. 1 показан продольный разрез тепловой трубы; на фиг. 2 - поперечное сечение трубы с гофрированной сеткой различных вариантов; на фиг. 3 - поперечное сечение гофры из прослоек; на фиг. 4 - сетчатые гофры в изометрии; на фиг. 5 - свернутая в трубку винтовая гофрированная капиллярная структура в изометрии.

Тепловая труба содержит корпус 1, заполненный теплоносителем, и свернутую в трубку многослойную 2, 3 и 4 (см. фиг. 3) гофрированную сетку или однослойную сетку саржевого наплетения с многослойным набором капилляров, сдеформированных в гофры с плоскими стенками, как показано на фиг. 2. Гофры образуют чередующиеся по всей длине корпуса папиллярные каналы 5 и 6 двух типов с существенно большими зффективными радиусами (примерно на один порядок) в сравнении с радиусами капилляров сетей.

Каналы 5 образованы сеткой с параллельнь1м стенками, открьггы в центральную полость трубы и чередуются со смежными каналами 6 замкнутого типа.

Каналы б выполнены более широкими в сравнении с каналами 5 (в отношении преимущественно 2:1). Стенки каналов 6 имеют относительный наклон и смыкаются по радиусам (меньшей величины у стенки и большей к центру).

При вьшолнении стенки многослойной с различной высотой гофр в слоях 1 образуются долевые капиллярные каналы 7, 8 и 9.

Упругая деформация гофр по радиусам при заправке гофрированной сетчатой трубки в корпус приводш: к равномерному прижатию вершин гофр к стенке корпуса без применения каких-либо дополнительных распорных устройств.

Долевые капиллярные канады 7, 8 и 9 являются артериями постоянного проходного сечения

дня потока жидкости из зоны конденсации к зоне испарения тепловой трубы, что обеспечивает минимальные гидравлические и термические потери, а также максимальные проходные сечения в каналах для жидкости.

Центральная полость корпуса трубы, свободная от гофр, используется для потока пара.

Сетчатые гофры имеют арочную структуру 10 (фиг. 4) с ромбовидной конфигурацией ячеек сетки, в особенности, при расположении диагональной ткани под углом а 15-45° к образующей гофр, что придает упругую эластичность и обеспечивает повсеместное прилегание гофр к корпусу без отслаивания даже при наложении существенных вибронагрузок.

Винтовое расположение гофр при свертьшании ленты 11 в трубку со сваркой ее кромок 12 внахлест 13, например точечной сваркой, с углом наклона j3 1-20 к образующей корпуса трубы (фиг. 5) обеспечивает упругий натяг гофр в изогнутом корпусе и надежность работы, а также стабильность характеристик при инерционных перегрузках как в прямых, так и в изогнутых корпусах.

Тепловая труба работает следующим образом

При подводе тепла к одному из торцов корпуса 1 теплоноситель испаряется и движется по центральной полости корпуса трубы к противоположному торцу, где napbi конденсируются при отводе тепла. Жидкий теплоноситель под. действием капиллярных сил возвращается в зону испарения по слоям сетки и по артериям (каналам) 7, 8 и 9.

Таким образом, происходит передача тепла в продольном направлении.

Использование гофрированной сетки с многослойным набором капиллярных каналов разлшшых зффективньк радиусов позволяет улучшить их смачивание и заполнение каналов жидкостью, сократить термическое сопротивление в поле гравитации, повысив плотность теплового потока в зоне испарения.

Такое выполнение тепловой трубы позволяет повысить интенсивность теплопереноса, уменьшить термическое сопротивление, упростить изготовление и сборку, сократить трудоемкость изготовления.

Формула изобретения

1. Тепловая труба, содержащая заполненный теплоносителем цилиндрический герметичный корпус с кашшлярной структурой внутри из гофрировагатой сетки, отличающаяся тем, что, с целью улучшения тепловых характеристик путем увеличения теплопереноса, уменьркния перепада температур и сокращения гидравпических сопротивлений, гофры сежи равномерно расположены у стенки корпуса с образованием чередующихся каналов, один из которых выполнен замкнутым, а другой вьтолнен с параллельными стенками и открыт в центральную полость корпуса, причем ширина каналов, соответственно, находится в соотношении 2:1.

2.Труба по п. 1,отличающаяся тем, что, с целью обеспечения стабильности тепловых характеристик путем прижатия вершин гофр к корпусу, гофрированная сетка свернута в трубку, скреплена внахлест по продольным кромкам и прикреплена к корпусу вершинами гофр.

3.Труба по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью расапфения даапазона рабочих

температур при устисовке трубы под углом к горизонтали, сетка выполнена многослойной с различной высотой гофр в слоях, образующих замкнутые каналы, причем слои соединены межДУ собой в вершинах гофр у стенки корпуса. 4. Труба по п. 1,отличающаяся тем, что, с целью сохранения стабильных тепловых характеристнк без отслоения сетки в изогнутом корпусе, гофры расположены пю викговой линии с наклоном к образующей корпуса 1-20.

Источники информации, пршштые во внимашю при экспертизе 1. Патенг США № 822743, кл. 165-105, опублик. 1974.